深圳网站设计 工作室湛江制作公司网站

深圳网站设计 工作室,湛江制作公司网站,如何设置公司网站,wordpress怎么给栏目添加tdkSVG APF有源滤波器全套系统资料。包含#xff1a; 150w电源#xff08;原理图 PCB BOM 制版文件#xff09; FPGA核心控制板#xff08;原理图 PCB BOM 制版文件#xff09; IGBT驱动板#xff08;原理图 PCB BOM 制版文件#xff09; 高速信号采样板#xff08;原…SVG APF有源滤波器全套系统资料。 包含 150w电源原理图 PCB BOM 制版文件 FPGA核心控制板原理图 PCB BOM 制版文件 IGBT驱动板原理图 PCB BOM 制版文件 高速信号采样板原理图 PCB BOM 制版文件 母线电容板原理图 PCB BOM 制版文件 还有参数计算资料1. 系统概述1.1 系统简介SVG静止无功发生器和APF有源电力滤波器是现代电力电子技术在电力系统中的重要应用用于实现电网的无功补偿和谐波治理。本系统基于TI DSP281x系列处理器和FPGA技术实现了高性能的SVG/APF控制功能。1.2 系统功能无功功率补偿实时检测电网的无功功率通过SVG产生相应的无功电流进行补偿谐波治理检测电网中的谐波成分通过APF产生反向谐波电流进行滤除电网同步实现与电网的精确同步确保补偿电流与电网电压相位正确电压稳定维持直流母线电压稳定确保系统正常运行保护功能实现过压、过流、过热等保护功能确保系统安全运行通信功能支持与上位机的通信实现系统状态监控和参数配置MPPT功能支持最大功率点跟踪适用于太阳能等新能源发电系统1.3 技术指标电网电压380V/50Hz三相补偿容量可根据实际需求配置响应时间10ms补偿精度功率因数≥0.99THD≤5%控制精度定点运算精度≤0.1%保护等级IP20工作环境温度-10℃~50℃湿度≤90%2. 系统架构2.1 硬件架构┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 电压电流采样 │────▶│ DSP控制器 │────▶│ IGBT驱动 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ ▲ │ │ │ ▼ ▼ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 电网系统 │◀────│ 功率变换电路 │◀────│ FPGA协处理 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 保护电路 │ │ 通信接口 │ │ 显示面板 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘2.2 软件架构2.2.1 模块划分系统软件采用模块化设计主要分为以下几个核心模块模块名称主要功能实现文件主程序模块系统初始化、主循环控制SunPower.c中断服务模块实时控制算法执行ISR.c、main.c数据采集模块电压电流信号采样ISR.cADCWORK函数核心算法模块坐标变换、PLL、PID、SVPWMS3S2.c、pll.c、pidreg.c、svgen_dq.cMPPT模块最大功率点跟踪SunPower.cMPPT函数、ISR.c保护模块过压、过流、过热等保护ISR.c保护相关函数通信模块与上位机通信ISR.cSCI中断显示模块状态显示和参数监控SunPower.cDisplayComm函数2.2.2 调用关系┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 系统初始化 │────▶│ 主循环监控 │────▶│ 中断服务程序 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 硬件初始化 │ │ 状态显示 │ │ 数据采集 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 坐标变换 │◀────│ 核心算法计算 │────▶│ 保护功能检查 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ PLL锁相环 │ │ MPPT控制 │ │ PWM波形生成 │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘2.2.3 数据流分析电网电压电流 → ADC采样 → 数字滤波 → 坐标变换(3S/2S) → PLL锁相 → 坐标变换(2S/2R) → PID控制计算 → 坐标变换(2R/2S) → SVPWM生成 → IGBT驱动 → 功率变换 → 电网补偿2.3 程序执行流程系统初始化阶段SunPower.c的main函数- 硬件初始化GPIO、ADC、SCI、PWM等- 软件初始化PID参数、PLL参数、变量初始化- 中断配置定时器中断、ADC中断、SCI中断等主循环阶段SunPower.c的main函数while循环- 系统状态监控- LED状态指示- 显示通信处理中断服务阶段ISR.c和main.c的中断函数- PWM定时器中断实时控制算法执行- ADC中断电压电流采样- SCI中断通信数据处理- 保护中断故障处理控制算法执行阶段PWM定时器中断中- 数据采集ADC采样电压电流- 坐标变换3S/2S、2S/2R- 锁相环电网相位跟踪- PID控制电压电流闭环控制- SVPWM生成PWM波形计算2.4 中断服务程序结构系统主要包含以下中断服务程序中断名称触发条件主要功能实现文件evatimer1isrPWM定时器1溢出核心控制算法执行ISR.cevbtimer3isrPWM定时器3溢出辅助控制算法执行ISR.cwakeint唤醒中断系统唤醒处理ISR.cevapdpintisr功率驱动保护过流保护处理ISR.csciaTxFifoIsrSCI发送FIFO中断数据发送处理ISR.csciaRxFifoIsrSCI接收FIFO中断数据接收处理ISR.cpwmtimer0isrPWM定时器0中断核心控制算法执行main.c3. 程序结构3.1 程序入口程序入口位于main.c文件主要完成系统初始化和主循环的执行。void main(void) { // 系统初始化 InitSysCtrl(); // 系统控制初始化 InitGpio(); // GPIO初始化 InitPieCtrl(); // PIE控制器初始化 InitPieVectTable(); // 中断向量表初始化 InitAdc(); // ADC初始化 InitECan(); // CAN初始化 InitSci(); // SCI初始化 InitTimer0(); // 定时器0初始化 InitEPwm(); // PWM初始化 // 软件初始化 InitSoft(); // 软件参数初始化 // 开中断 EnableInterrupts(); // 全局中断使能 // 主循环 while(1) { // 主循环处理 MainLoop(); // 主循环函数 } }3.2 中断服务程序主要中断服务程序位于ISR.c文件包括定时器中断、ADC中断、PWM中断等。// PWM定时器0中断服务程序 void interrupt pwm_timer0_isr(void) { // 清除中断标志 PieCtrlRegs.PIEACK.all PIEACK_GROUP1; // ADC采样 ADCWORK(); // 坐标变换 S3_S2_calc(Ug); // 三相到两相静止坐标变换 S3_S2_calc(Ig); // 锁相环计算 pll_reg_calc(pll); // 计算电网相位 // 计算正弦余弦值 sine _IQsin(_IQ(pll.theta)); cose _IQcos(_IQ(pll.theta)); // 静止到旋转坐标变换 S2_R2_calc(Ur); // 两相静止到两相旋转坐标变换 S2_R2_calc(Ir); // PID控制计算 pid_reg_calc(Vdc); // 直流母线电压控制 pid_reg_calc(Id); // d轴电流控制 pid_reg_calc(Iq); // q轴电流控制 // 计算参考电压 Ugd Ugd_calc(Id.Out, Ur.Ds, Iq_redeem); Ugq Ugq_calc(Iq.Out, Id_redeem); // 旋转到静止坐标变换 R2_S2_calc(Ugr); // 两相旋转到两相静止坐标变换 // SVPWM计算 svgendq_calc(svpwm); // 计算SVPWM波形 }3.3 核心功能模块3.3.1 数据采集模块数据采集模块位于ADresult.c文件实现电压电流信号的采样和转换。void ADCWORK(void) { // 启动ADC采样 AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1 1; // 等待采样完成 while(AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1 0); // 读取采样结果 result.Uga AdcRegs.ADCRESULT0 4; result.Ugb AdcRegs.ADCRESULT1 4; result.Ugc AdcRegs.ADCRESULT2 4; result.Iga AdcRegs.ADCRESULT3 4; result.Igb AdcRegs.ADCRESULT4 4; result.Igc AdcRegs.ADCRESULT5 4; result.Vdc AdcRegs.ADCRESULT6 4; // 清除中断标志 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR 1; }3.3.2 坐标变换模块坐标变换模块位于S3S2.c和S2R2.c文件实现三相到两相静止坐标变换和静止到旋转坐标变换。// 三相到两相静止坐标变换 void S3_S2_calc(ABC *p) { p-alfa _IQmpy(_IQ(0.6666666667), p-a) - _IQmpy(_IQ(0.3333333333), p-b) - _IQmpy(_IQ(0.3333333333), p-c); p-beta _IQmpy(_IQ(0.5773502692), p-b) - _IQmpy(_IQ(0.5773502692), p-c); } // 两相静止到两相旋转坐标变换 void S2_R2_calc(ALBE *p) { p-Ds _IQmpy(p-alfa, cose) _IQmpy(p-beta, sine); p-Qs -_IQmpy(p-alfa, sine) _IQmpy(p-beta, cose); }3.3.3 锁相环模块锁相环模块位于pll.c文件实现电网相位的检测和同步。// 锁相环计算 void pll_reg_calc(PLLREG *p) { // 计算相位误差 p-Err _IQmpy(p-Ualfa, sine) - _IQmpy(p-Ubeta, cose); // PID控制 p-Up _IQmpy(p-Kp, p-Err); p-Ui _IQmpy(p-Ki, p-Err); p-Out p-Up p-Ui; // 相位更新 p-theta p-Out; // 相位限制 if(p-theta _IQ(2 * PI)) p-theta - _IQ(2 * PI); else if(p-theta 0) p-theta _IQ(2 * PI); }3.3.4 PID控制模块PID控制模块位于pid_reg.c文件实现电压电流的闭环控制。// PID控制器计算 void pid_reg_calc(PIDREG *p) { // 计算偏差 p-Err p-Ref - p-Tf; // 比例项 p-Up _IQmpy(p-Kp, p-Err); // 积分项 p-Ui _IQmpy(p-Ki, p-Err); // 积分限幅 if(p-Ui p-UiMax) p-Ui p-UiMax; else if(p-Ui p-UiMin) p-Ui p-UiMin; // 微分项 p-Ud _IQmpy(p-Kd, p-Err - p-Err1); // 输出计算 p-Out p-Up p-Ui p-Ud; // 输出限幅 if(p-Out p-OutMax) p-Out p-OutMax; else if(p-Out p-OutMin) p-Out p-OutMin; // 保存偏差 p-Err1 p-Err; }3.3.5 SVPWM模块SVPWM模块位于svgen_dq.c文件实现空间矢量脉宽调制。// SVPWM计算 void svgendq_calc(SVGENDQ *p) { // 计算扇区 Uint16 Sector; _iq Va, Vb, Vc; // 计算三相参考电压 Va p-Ualpha; Vb _IQmpy(_IQ(-0.5), p-Ualpha) _IQmpy(_IQ(0.8660254), p-Ubeta); Vc _IQmpy(_IQ(-0.5), p-Ualpha) - _IQmpy(_IQ(0.8660254), p-Ubeta); // 计算扇区 if(Va 0) Sector 1; else Sector 0; if(Vb 0) Sector | 2; if(Vc 0) Sector | 4; // 计算占空比 switch(Sector) { case 1: // Sector 1 // 计算占空比 break; case 3: // Sector 2 // 计算占空比 break; // 其他扇区处理 // ... } // 设置PWM寄存器 // ... }4. 核心算法4.1 坐标变换算法4.1.1 三相到两相静止坐标变换3S/2S公式Uα 2/3 * Ua - 1/3 * Ub - 1/3 * Uc Uβ 0 * Ua √3/3 * Ub - √3/3 * Uc实现void S3_S2_calc(ABC *p) { p-alfa _IQmpy(_IQ(0.6666666667), p-a) - _IQmpy(_IQ(0.3333333333), p-b) - _IQmpy(_IQ(0.3333333333), p-c); p-beta _IQmpy(_IQ(0.5773502692), p-b) - _IQmpy(_IQ(0.5773502692), p-c); }4.1.2 两相静止到两相旋转坐标变换2S/2R公式Ud Uα * cosθ Uβ * sinθ Uq -Uα * sinθ Uβ * cosθ实现void S2_R2_calc(ALBE *p) { p-Ds _IQmpy(p-alfa, cose) _IQmpy(p-beta, sine); p-Qs -_IQmpy(p-alfa, sine) _IQmpy(p-beta, cose); }4.2 锁相环算法4.2.1 软件锁相环SPLLvoid pll_reg_calc(PLLREG *p) { // 计算相位误差 p-Err _IQmpy(p-Ualfa, sine) - _IQmpy(p-Ubeta, cose); // PID控制 p-Up _IQmpy(p-Kp, p-Err); p-Ui _IQmpy(p-Ki, p-Err); p-Out p-Up p-Ui; // 相位更新 p-theta p-Out; // 相位限制 if(p-theta _IQ(2 * PI)) p-theta - _IQ(2 * PI); else if(p-theta 0) p-theta _IQ(2 * PI); }4.3 PID控制算法4.3.1 离散PID算法公式u(k) Kp * e(k) Ki * Σe(i) * T Kd * (e(k) - e(k-1)) / T实现void pid_reg_calc(PIDREG *p) { // 计算偏差 p-Err p-Ref - p-Tf; // 比例项 p-Up _IQmpy(p-Kp, p-Err); // 积分项 p-Ui _IQmpy(p-Ki, p-Err); // 积分限幅 if(p-Ui p-UiMax) p-Ui p-UiMax; else if(p-Ui p-UiMin) p-Ui p-UiMin; // 微分项 p-Ud _IQmpy(p-Kd, p-Err - p-Err1); // 输出计算 p-Out p-Up p-Ui p-Ud; // 输出限幅 if(p-Out p-OutMax) p-Out p-OutMax; else if(p-Out p-OutMin) p-Out p-OutMin; // 保存偏差 p-Err1 p-Err; }4.4 SVPWM算法4.4.1 空间矢量脉宽调制void svgendq_calc(SVGENDQ *p) { // 计算扇区 Uint16 Sector; _iq Va, Vb, Vc; // 计算三相参考电压 Va p-Ualpha; Vb _IQmpy(_IQ(-0.5), p-Ualpha) _IQmpy(_IQ(0.8660254), p-Ubeta); Vc _IQmpy(_IQ(-0.5), p-Ualpha) - _IQmpy(_IQ(0.8660254), p-Ubeta); // 计算扇区 if(Va 0) Sector 1; else Sector 0; if(Vb 0) Sector | 2; if(Vc 0) Sector | 4; // 计算占空比 switch(Sector) { case 1: // Sector 1 p-Ta _IQ(0.5) Va Vb; p-Tb _IQ(0.5) Vb; p-Tc _IQ(0.5); break; case 3: // Sector 2 p-Ta _IQ(0.5) Va; p-Tb _IQ(0.5) Va Vb; p-Tc _IQ(0.5); break; // 其他扇区处理 // ... } // 设置PWM寄存器 EVA影子寄存器更新 }5. 软件功能详细说明5.1 数据采集功能采样通道6通道3相电压3相电流采样精度12位采样频率20kHz采样方式同步采样数据处理数字滤波、标幺化处理5.2 无功补偿功能补偿方式基于瞬时无功功率理论的p-q法补偿策略恒功率因数控制恒无功功率控制自动补偿控制补偿范围-100%~100%感性~容性5.3 谐波治理功能检测方法FFT或瞬时谐波检测治理策略选择性谐波治理2-25次治理效果THD≤5%5.4 电压稳定功能控制方式直流母线电压闭环控制控制精度≤0.5%响应时间≤5ms稳压范围可根据实际需求配置5.5 保护功能过压保护直流母线电压过高保护过流保护输出电流过高保护过载保护长期过载保护过热保护IGBT温度过高保护电网异常保护电网电压波动过大保护缺相保护电网缺相保护5.6 通信功能通信接口RS232/RS485/CAN通信协议Modbus-RTU通信速率9600/19200/38400/115200bps通信内容系统状态、参数配置、故障信息5.7 MPPT功能跟踪方式扰动观察法跟踪精度≥99%响应时间≤100ms适用范围太阳能、风能等新能源发电系统6. 参数配置6.1 硬件参数参数名称参数值说明电网电压380V三相线电压电网频率50Hz电网工作频率采样电阻0.01Ω电流采样电阻采样变比2000:1电压采样变比开关频率20kHzIGBT开关频率直流母线电压700V直流母线参考电压6.2 软件参数参数名称参数值说明锁相环Kp0.006比例系数锁相环Ki0.01积分系数电压环Kp0.1比例系数电压环Ki0.01积分系数电流环Kp0.5比例系数电流环Ki0.1积分系数滤波系数0.1数字滤波系数死区时间0.000001sIGBT死区时间7. 调试与维护7.1 调试工具CCSCode Composer StudioDSP程序开发和调试示波器信号波形观测功率分析仪功率参数测量上位机软件系统监控和参数配置7.2 调试步骤硬件检查检查所有硬件连接是否正确软件烧录将程序烧录到DSP中参数配置配置系统参数功能测试测试各个功能模块性能测试测试系统性能指标现场调试在实际应用场景中进行调试7.3 常见故障及处理故障现象可能原因处理方法系统无法启动电源故障检查电源连接和电压无输出电流驱动故障检查IGBT驱动电路补偿效果差参数配置错误重新配置系统参数过压保护电网电压波动检查电网质量或调整保护参数过流保护负载异常检查负载或调整保护参数通信故障通信线路故障检查通信线路和接口8. 程序升级与扩展8.1 程序升级备份原程序备份当前运行的程序下载新程序将新版本程序下载到DSP中参数配置重新配置系统参数功能测试测试升级后的程序功能8.2 功能扩展系统支持以下功能扩展多机并联支持多台设备并联运行混合补偿SVG和APF功能混合使用新能源接入支持太阳能、风能等新能源接入智能控制支持AI算法优化控制策略9. 技术支持与服务9.1 技术支持电话支持提供24小时技术支持热线远程支持通过网络远程协助调试现场支持必要时提供现场技术支持9.2 售后服务质保期1年维护服务提供定期维护和检修服务培训服务提供用户培训和技术交流10. 附录10.1 术语定义术语英文全称中文解释SVGStatic Var Generator静止无功发生器APFActive Power Filter有源电力滤波器DSPDigital Signal Processor数字信号处理器FPGAField Programmable Gate Array现场可编程门阵列IGBTInsulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管PWMPulse Width Modulation脉宽调制SVPWMSpace Vector Pulse Width Modulation空间矢量脉宽调制PIDProportional Integral Derivative比例积分微分PLLPhase Locked Loop锁相环THDTotal Harmonic Distortion总谐波畸变率IPIngress Protection防护等级10.2 参考文献《电力电子技术》《DSP原理与应用》《SVG/APF技术手册》《TI DSP281x系列用户手册》《电力系统谐波治理技术》《无功功率补偿技术》10.3 版本历史版本号日期变更内容1.02010-09-01初始版本1.12010-09-10优化PID参数1.22010-09-15改进MPPT算法1.32010-09-17完善保护功能1.42010-09-18优化滤波参数1.4.12010-09-20按键防抖优化1.4.22010-09-25MPPT算法改进1.4.32010-10-01按键检测优化1.4.42010-10-05增加按键使能判断软件说明书编写完成编写日期2025-12-15编写人[自动生成]